机械效率实验探究课堂作业

1．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．

（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F 为 N ，钩码总重G 为1.0N ，钩码上升高度h 为0.1m ，测力计移动距离s 为0.3m ，则杠杆的机械效率为 %．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因： ．

（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A 、B 两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

次数 钩码 悬挂点 钩码总重 G /N 钩码移动距离 h /m 拉力 F /N 测力计移动距离 s /m 机械效率

η/% 1 A 点 1.5 0.10 0.7 0.30 2

B 点

2.0

0.15

1.2

0.30

①根据表中数据，请计算出机械效率填到表中。

②根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答： ；请简要说明两条理由： ； ．

（3）为提高本实验中杠杆的机械效率，请提—条合理的建议： 。 2．小明利用杠杆进行了系列实验：

（1）在“研究杠杆平衡条件”中，小明需要用到的器材有杠杆及其支架、钩码、尺、线和 。 （2）在实验过程中，未挂钩码时，需调节杠杆在水平位置平衡；调节过程中如发现杠杆左端下倾，小明应将杠杆上的平衡螺母向 端调节（选填“左”或“右”）。

（3）如果在实验中只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，如图，当在A 点挂上3个钩码时，小明应将剩余的钩码挂在右侧离中点 格处才能使杠杆在水平位置平衡。

（4）在“研究杠杆的平衡条件”的任务完成之后，又继续使用弹簧秤研究杠杆的机械效率。如下图所示是小明测量杠杆机械效率的实验情景。请再下表中把相关的数据填写完整

针对机械效率的计算结果，请给出合理的分析和解释：

。

物体重 G ／N 物体上升的 高度 h ／cm 弹簧测力计 的示数 F ／N 弹簧测力计 移动的竖直 距离S ／cm 有用功 W 有／J 总功 W 总／J 机械 效率 η／％ 5 15 30 0.75

3．图20所示的实验装置可以探究杠杆受两个阻力（F 2、F 3）时的平衡条件。在已调节好的杠杆两端挂上不同数量的钩码，并适当移动钩码的位置，使杠杆水平平衡，记下钩码的数量和位置。通过改

变钩码的数量和位置，按照同样的方法再做两次，将实验得到的数据填在下表。表中数据是以一个钩码

的重力为力的单位，以杠杆的每小格为长度的单位。

（1）分析表中的数据，可得杠杆的平衡条件是 。（填写关系式）

（2）在农村还广泛使用的杆秤就利用了上述原理。图21是一根杆秤的示意图。小云设计了如下测量秤砣质量M 的实验方案，请你将②、④两步补充完整。

① 用刻度尺测量杆秤上的主要刻度的示数m 到提扭O 的距离x ，并作出m -x 关系图象，如图22所示。 ② 用刻度尺测量挂钩到 的距离l ；

③ 在m -x 关系图象中任意读取两组数据x 1、m 1和x 2、m 2；

④ 设杆秤自重G 0，重心到提扭的距离l 0，据杠杆平衡条件 Mg x 1 = + G 0 l 0

以及 = m 2gl + G 0 l 0 两式相减得 M = （要求用l 、x 1、x 2、m 1、m 2表示）。

4．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图。

（1）根据上表表的数据计算出滑轮组的机械效率并填入表中。

（2）实验时，应_________、__________拉动弹簧测力计，使钩码上升， 并由弹簧测力计读出绳子自由端的_____________的大小；同时用____________测出钩码升高的高度h 。 （3）从表中数据可分析出实验1是用 图做的实验，实验2是用 图做的实验。

（4）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时．动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率 。

（5）比较实验1和实验3可得结论： 使用同一滑轮组， 可以提高滑轮组的机械效率。

实验 次数

动力 F 1 动力臂 l 1 阻力 F 2 阻力臂 l 2 阻力 F 3 阻力

臂

l 3 1 1 5 1 1 2 2

2 2 6 1 2 2 5

3 3 7 1 5

4 4 实验次数 物理量 l 2 3 钩码重G ／N 4 4 6 钩码上升高度h ／m

0.1 0.1 0.1 绳端拉力F ／N 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离s ／m

0.3 0.5 0.3

机械效率η

l 1 F 1 l 2 l 3 F 2

F 3 图20

O 图22

0 1 10 20 30 40 m/kg

x/cm

2 3 4

x O

配重 挂钩

提扭 示数m 秤砣

m M

图21

（6）当动滑轮重为N时，使用甲滑轮组提起6N重的钩码刚好不省力。

（7）如图，若每个滑轮重力相同，用此甲、乙两不同滑轮组提升同一重物G，试回答下列问题:

a、拉力F的大小关系是F甲_______F乙。(填＞，＝，＜）；

b、若使物体G上升同样高度，则拉力F做的有用功W甲____W乙,总功

W甲总_____W乙总(填＞，＝，＜）

c、甲、乙两装置的机械效率η甲_____η乙。

d、机械效率小的那一装置，促使机械效率较小的原因是_______。

e、在实验中匀速提升物体时，弹簧测力计的示数如图所示，则拉力的

大小为

N。如果拉弹簧测力计时用力较大，使物体运动的速度越来越大了，则测得的滑轮组的机械效率将（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

（8）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，________额外功（选填“增大”或“减小”）。

5．司机师傅很轻松地转动方向盘就能改变汽车的行驶方向，为什么会有这样的效果呢？同

学们利用如图所示装置进行了研究，用弹簧测力计拉着绕在大轮上的细绳向上运动时，小轮

绕着共同的轴心转动可以提升物体。要使挂在小轮上重力为2N的物体匀速上升10cm，则测

力计的示数为0.8N，上升距离为30cm。由此可知，利用此装置可以

（选填省力或省功）,其机械效率是。

6．某同学在做“测定滑轮组机械效率”的实验中

（1）他所准备的实验器材有：滑轮，细绳，铁架台，直尺，还需和。

（2）实验中需要测的物理量有、、、。

（3）该同学实验时，记录的数据在表格中，请认真填写的部分

物重/N 物体提高的

高度/m

弹簧测力

计读数/N

绳自由端拉动距离/m 有用功/J 总功/J 机械效率

50 0.15 20 0.45

（4）根据表中的数据画出该同学实验时滑轮组的装置图。

（5）实验中弹簧测力计应该做运动。

（6）同学乙观察并分析了甲的试验后，认为甲的实验中，可少用一种器材，少测两个数据也能测出滑轮组的机械效率，通过和甲讨论并经过老师的认定，他的方案是可行的，请你分析一下，去掉的器材是什么？少测哪两个数据？

答：、

（7）你认为提高滑轮组机械效率有哪些办法？至少说两种。

；。